本章目的:找到一個產品所有的公差分析目標,並定下判斷基准。
1.前言
有需求才有公差分析,我的需求就是:整個產品的公差分析一個都不能少--作者。
這一章就是給出一個產品所有公差分析的目標值的方法。
2.定義公差分析的目標尺寸和判斷標准
公差分析的第一步是定義公差分析的目標尺寸及其判斷標准(即公差),明確公差分析的目的以及如何判斷產品設計是否滿足要求。
對於完整的公差分析,這是最難和最容易忽略的一步;絕不可以看一個公差分析就做一個,這樣是絕對做不完整的。
公差分析的目標尺寸可以包括零件之間的裝配間隙、外觀零件之間的配合間隙以及零件之間的功能裝配尺寸等。
2.1 零件之間的裝配間隙
當檢驗兩個或多個零件之間的可裝配性時,即零件之間裝配過程中不發生干涉,公差分析的目標尺寸為零件之間的間隙,如圖6-3所示。判斷標准是:間隙>0。當公差分析計算出的裝配尺寸間隙>0時,說明產品設計合理,零件裝配時不會發生干涉;當間隙≤0時,說明產品設計存在問題,在裝配過程中零件很可能會發生干涉。
2.2 外觀零件之間的配合間隙
消費者對產品第一印象來自於產品外觀,因此產品外觀是吸引消費者的首要因素。產品外觀零件除了使用先進的表面處理技術外,外觀零件之間配合的美觀度也是需要考慮的因素之一。例如,如果外觀零件之間的間隙過大或過小,或者零件之間的間隙不均勻,這會破壞產品的美觀,給消費者帶來不好的印象。在這種情況下,公差分析的目標尺寸是:外觀零件之間的配合間隙。判斷標准:0.30mm≤間隙≤0.60mm(具體公差大小視產品尺寸而定),如圖6-4所示。
2.3 零件之間的功能裝配尺寸
產品中包括重要的功能零件,只有當重要零件之間的裝配尺寸達到要求時,產品功能才得以順利實現。例如,某電源插頭的金屬引腳和對應插座只有當重疊到定位置時,二者才能順利導通,如圖6-5所示。
此時,公差分析的目標尺寸是:零件之間的重疊尺寸。判斷標准:重疊尺寸≥3.0mm(具體公差大小視不同情況而定)。
2.4 歸納分類
從上述例子可以看出,目標尺寸的來源分為3類;
①可裝配性要求(DFA);
②可靠性要求(DFMEA);
③混合要求(DFA與DFMEA);
所以,尋找目標尺寸並確立判斷標准是有方法的,只有完整的方法才有完整的公差分析。步驟如下:
1)做完整的DFA;
2)明確每一個裝配步驟和公差要求;
3)尋找本次裝配步驟其零件的所有裝配間隙(即目標尺寸);
4)明確裝配面和需要計算的間隙(即目標尺寸);
5)將目標尺寸和判斷標准填入公差分析目標匯總表;
6)做完整的DFMEA;
7)明確可靠性對公差提出的要求;
8)將目標尺寸和判斷標准填入公差分析目標匯總表;
9)逐步按個計算;
3.步驟詳解
3.1 做完整的DFA
面向裝配的設計檢查表的對象是整個產品的每一個裝配工序!
所以其包含了一個產品所有零件的裝配要求,及裝配間隙要求/公差分析目標;
當然,前提是你做完了一整個產品的DFA檢查表,這是非常難和累的。
可以學習參考:
基礎篇:9)裝配流程圖
進階篇:4)面向裝配的設計DFA總章 及其下所有的章節。
3.2 明確每一個裝配步驟和公差要求
參見章節:
進階篇:4.3)DFA設計指南:寬松公差及人性裝配及其他
每一個裝配步驟都有着四條要求:
1)設計合理的間隙;
2)簡化產品裝配關系,縮短裝配尺寸鏈;
3)使用定位特征;
4)使用點或線或小平面與平面配合代替平面與平面配合;
3.3 尋找本次裝配步驟其零件的所有裝配間隙(即目標尺寸)
如這次的裝配步驟中為:零件A垂直下降,裝配插入零件B中。
尋找零件A的面與零件B的面的間隙(不要管間隙有多大),可知A零件的裝配間隙有6個;
3.4 明確裝配面和需要計算的間隙(即目標尺寸)
如上圖,2,3是裝配基准面,需要計算的間隙是1,4,5,6四個。
3.5 將目標尺寸和判斷標准填入公差分析目標匯總表
如圖所示,間隙1、4、5、6均已經填入,但是這一步的難點在於:為每一個間隙制定判斷標准。
這就有需要設計積累的,有些間隙>0就行,有些卻需要最小的間隙尺寸。
到這里僅僅是DFA的要求。但判斷標准中不包含了可靠性的要求,如間隙5很可能有些可靠性的要求,不是光光裝入就可以的。
這時候有些可靠性要求可以依據自己的經驗,直接疊加在DFA的要求上。那么,基本上9成的公差分析目標就尋找完畢了。
當然最好還有專屬DFMEA的要求的追加。如下。
3.6 做完整的DFMEA
這個真心比較難和慢,可以參見作者的可靠性設計章節,QFD和DFMEA。
所以可以落后一點做。
3.7 明確可靠性對公差提出的要求
可靠性要求分為:
1)與可裝配性重復的要求:如轉動副的軸孔裝配間隙,這一種反而比較多。
2)不與可裝配性重復的要求:與定轉子的中心間距。
前一種在DFA的要求已經填寫完畢。
后一種追加即可。
3.8 將目標尺寸和判斷標准填入公差分析目標匯總表

3.9 逐步按個計算
這是學習了總流程后做的事情,有了公差分析表格的輔助,反而很快。
4.耐心的去試試吧
紙上得來終覺淺,覺知此事要躬行。
都自己去試着做做看。你就會發現,
真tm煩。